12.(10分)检测一个最大阻值为5 Ω的滑动变阻器,可供使用的器材如下:

A.待测滑动变阻器Rx,全电阻约为5 Ω(电阻丝绕制紧密,匝数清晰可数)

B.电流表(量程为0.6 A,内阻约为0.6 Ω);

C.电流表(量程为3 A,内阻约为0.12 Ω);

D.电压表(量程为15 V,内阻约为15 kΩ);

E.电压表(量程为3 V,内阻约为3 kΩ);

F.滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω);

G.直流电源E(电动势为3 V,内阻不计);

H.游标卡尺;

I.毫米刻度尺;

J.开关S、导线若干.

(1)用伏安法测定Rx的最大阻值,所选电流表为  (填“”或“”),所选电压表为  (填“”或“”).

(2)在虚线框中画出测量电路的原理图,并根据所画原理图将图甲中的实物连接成测量电路.

 (3)为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的电阻率,需要测量电阻丝的直径和总长度,在不破坏变阻器的前提下,请设计一个实验方案,写出所需器材及操作步骤,并给出直径和总长度的表达式.[2007年高考·山东理综卷]

解析:(1)电源的电动势为3 V,故电压表应选.若在待测滑动变阻器Rx两端加上3 V的电压,通过Rx的电流也仅约为0.6 A(I== A=0.6 A),故电流表应选.

(2)设计此题中的测量电路时,根据题中提供的可使用器材,要注意考虑两个方面的问题:①用伏安法测电阻时,电流表内外接法的选择;②将滑动变阻器接入电路时,分压式和限流式接法的选择.由于选用的电压表的内阻(约为3 kΩ)远大于待测滑动变阻器Rx的阻值(最大阻值为5 Ω),故采用电流表外接法.由于滑动变阻器的全电阻约为20 Ω,在此题中,采用分压式或限流式接法均能满足要求完成实验,故有两种方案可供选用.(答题时选用任一种均可)

答案:(1) 

方案一 (2)电路原理图和对应的实物连接图如图乙所示

(3)需要的器材:游标卡尺、毫米刻度尺

主要操作步骤如下:

①数出变阻器线圈缠绕的匝数n

②用毫米刻度尺(也可以用游标卡尺)测量所有线圈的排列长度l,可得电阻丝的直径d=;

③用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D,可得电阻丝的总长度Lnπ(D-),也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D,得电阻丝的总长度Lnπ(D+);

④重复测量三次,求出电阻丝的直径和总长度的平均值.

方案二 (2)电路原理图和对应的实物连接图如图丙所示

(3)需要的器材:游标卡尺.

主要操作步骤如下:

①数出变阻器线圈缠绕的匝数n

②用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外径D2,可得电阻丝的直径d=,电阻丝的总长度L=π(D1D2);

③重复测量三次,求出电阻丝的直径和总长度的平均值.

 0  137620  137628  137634  137638  137644  137646  137650  137656  137658  137664  137670  137674  137676  137680  137686  137688  137694  137698  137700  137704  137706  137710  137712  137714  137715  137716  137718  137719  137720  137722  137724  137728  137730  137734  137736  137740  137746  137748  137754  137758  137760  137764  137770  137776  137778  137784  137788  137790  137796  137800  137806  137814  447348 

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